Teori Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih: Prinsip – Tujuan – Recovery – Konsentrat – Tailing – Kadar Mineral Berharga

Pengertian Pengolahan Bijih atau dalam pengertian yang lebih luas lagi biasa disebut dengan pengolahan bahan galian, mineral dressing, mineral beneficiation adalah proses pemisahan mineral berharga dari bijihnya berdasarkan sifat sifat fisika untuk menghasilkan konsentrat yang kaya mineral berharga.

Proses pemisahan atau konsentarasi berlangsung semata mata secara mekanis dan didasarkan pada perbedaan sifat sifat fisika dari mineral mineral yang akan dipisah.  Semakin besar perbedaan sifat fisikanya, maka semakin baik pula produk yang dihasilkan.

Flow Sheet – Diagram Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih

Skematik pengolahan bahan galian mineral bijih secara umum dapat ditunjukan seperti pada gambar berikut…

Flow Sheet - Diagram Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih
Flow Sheet – Diagram Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih

Bahan galian tambang yang mengandung mineral berharga dan tak berharga diumpan ke dalam operasi pengolahan. Umumnya berukuran diameter kurang dari 1 meter,

Setelah melalui rangkaian operasi pengolahan seperti crushing, grinding, konsentrasi, bijih dari tambang terpisah menjadi konsentrat dan tailing.

Mineral berharga dalam bijih baru terbebas dari pengotornya pada ukuran kurang dari 100 mikron. Dengan demikian ukuran partikel pada konsentrat dan tailing adalah kurang dari 100 mikron.

Umpan – Feed – Pengolahan

Umpan atau feed adalah bahan galian yang ditambang yang menjadi inputan pada operasi pengolahan yang mengandung mineral bijih atau mineral berharga dan mineral pengotor.

Konsentrat – Concentrate

Konsentrat – concentrate adalah produk atau hasil dari pengolahan yang kaya dengan mineral berharga dan mengadung sedikit mineral pengotor.

Tailing – Buangan

Tailing atau buangan adalah produk hasil pengolahan yang pada dasarnya terdiri dari mineral – mineral tak berharga atau gangue mineral dan mengandung sedikit mineral berharga.

Mineral Berharga

Mineral berharga atau mineral bijih atau ore mineral adalah mineral yang metalnya akan diekstrak atau diambil dan memiliki nilai keuntungan secara komersial.  Karena memberikan keuntungan maka disebut sebagai mineral berharga.

Mineral Pengotor – Gangue Mineral

Mineral pengotor atau gangue mineral adalah mineral yang terkandung dalam bahan galian yang tidak memiliki nilai keuntungan sehingga dipisah dari mineral berharga.

Secara komersial, mineral pengotor tidak memberikan keuntungan atau tidak memiliki nilai jual, oleh karenanya disebut mineral tidak berharga.

Prinsip Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih

Proses pemisahan dilakukan secara mekanis dengan memanfaatkan perbedaan sifat-sifat fisik mineral yang akan dipisah. Adapun sifat-sifat fisik yang dimiliki oleh mineral adalah sifat kemagnetan, kelistrikan/konduktivitas, density, sifat permukaan, tekstur, dan warna.

Beberapa bahan galian dalam pemanfaatanya tidak selalu memerlukan pemisahan. Bahan galian industri dalam pemanfaatannya hanya melalui proses pengecilan ukuran dan pengayakan.

Namun untuk bijih-bijih yang berkadar rendah, misal bijih besi berkadar Fe 45%. Bijih besi tersebut harus melalui proses pemisahan untuk meningkatkan kadar Fe, agar sesuai dengan persyaratan proses ekstraksi.

Jenis Bahan Galian

Berdasarkan aplikasi di industri dan pemanfaatanya, bahan galian dapat dibedakan menjadi tiga kelompok.

  1. Bijih – Ore

Bijih (ore) yaitu bahan galian yang mengandung mineral tertentu dengan kadar yang cukup untuk ditambang dan diolah atau diekstrak metalnya sehingga memberikan keuntungan.

Mineral yang logamnya diekstrak disebut sebagai mineral bijih (ore mineral) sedangkan mineral lainnya disebut sebagai mineral gangue (mineral tak berharga).

  • Bijih Native

Bijih Native adalah bijih yang mengandung logamnya (metalnya) dalam bentuk unsur seperti Au, Cu.

  • Bijih Sulfida

Bijih sulfida adalah bijih yang mengandung mineral berharga yang berkomposisi sulfida. Contohnya adalah Chacopyrite (CuFeS2), Galena (PbS), Sfalerit (ZnS)

  • Bijih Oksida – Karbonat – Sulfat

Bijih Oksida adalah bijih yang mengandung mineral berharga berkomposisi oksida seperti hematite Fe2O3, kasiterit SnO2, kuprit Cu2O, magnetit Fe3O4.

Bijih karbonat merupakan bijih yang mengandung mineral berharga berbentuk karbonat seperti Cerussite PbCO3,  Azurit (2CuCO3.Cu(OH)2.

Bijih silikat merupakan bijih mengandung silikat seperti Garnirit (H2(NiMg)SiO4,

Bijih Komplek,

Bijih Komplek adalah bijih mengandung lebih dari satu mineral berharga. Contoh bijih sulfida yang mengandung galena, chalcopyrite, sfalerit.

  • Bahan Bakar – Fuel

Bahan Bakar (fuel) yaitu bahan galian yang dimanfaatkan sebagai energi seperti batu bara dan minyak bumi.

  • Bahan Galian Industri – Non Metalis Mineral

Bahan galian industri (non metalic mineral), yaitu bahan galian yang dimanfaatkan karena memiliki sifat-sifat fisik/mekanik tertentu seperti kekuatan, kehalusan, keindahan.

Tujuan Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih

Pada dasarnya setiap usaha pengolahan selalu memiliki tujuan yang harus dicapai, begitu juga dengan pengolahan bahan galian/bijih/mineral. Ada dua tujuan yang ingin dicapai pada pengolahan ini, yaitu tujuan teknis dan tujuan ekonomis.

Tujuan Teknis Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih

Tujuan teknis lebih mengedepankan bagaimana memperoleh produk (konsentrat) yang memenuhi syarat yang diinginkan, baik untuk proses selanjutnya, atau untuk konsumen.

Secara teknis persyaratan yang diperlukan untuk konsentrat adalah:

  1. Kandungan mineral berharga harus lebih besar dari nilai minimum yang ditentukan.
  2. Kandungan gangue mineral harus lebih kecil dari nilai maksimum yang ditentukan.
  3. Kandungan air harus lebih rendah dari nilai maksimum yang ditentukan.
  4. Ukuran partikel harus lebih besar dari nilai minimum yang ditentukan.

Tujuan Ekonomis Pengolahan Bahan Galian Bijih

Secara ekonomis pengolahan bertujuan untuk mendapatkan keuntungan sebesar-besarnya.  Untuk itu ada beberapa persyaratan yang harus dilakukan untuk mencapai tujuan ekonomisnya;

  1. Mengambil semua jenis mineral berharga, jika bijih mengandung lebih dari satu mineral berharga.
  2. Kehilangan mineral berharga dalam tailing harus sekecil mungkin, recovery harus besar.
  3. Mengolah bijih dengan ongkos yang rendah, dengan mengolah bijih bertonase besar.

Operasi Dasar Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih

Pengolahan bahan galian setidaknya melibatkan empat operasi dasar yang meliputi kominusi, konsentrasi, dewatering dan material handling.

Operasi Kominusi

Kominusi berfungsi mengecilkan ukuran bijih dari tambang dengan tujuan untuk membebaskan ikatan mineral berharga dari mineral pengotornya (gangue).

Pengecilan ukuran dilakukan melalui tahapan crushing dan grinding yang dirangkai dengan operasi sizing.

  • Crushing

Crushing atau peremukan merupakan pengecilan ukuran bijih dari tambang menjadi ukuran lebih kecil dari 20 mm. Crushing dilakukan dengan crusher secara bertahap yang biasanya dirangkai dengan screen.

  • Grinding

Grinding atau pengerusan merupakan pengecilan ukuran dari sekitar 20 mm menjadi lebih kecil dari 100 mikron. Grinding dilakukan dengan menggunakan ball mill, rod mill atau pulveriser yang dirangkai dengan operasi sizing.

  • Sizing

Sizing akan memisahkan bijih berdasarkan ukuran sehingga bijih yang masuk pada mesin operasi berikutnya lebih seragam atau tertentu. Sizing dilakukan dengan screen atau classifier atau cyclone.

Konsentrasi – Concentration

Konsentrasi atau benefisiasi merupakan operasi pemisahan mineral berharga dari pengotornya dengan memanfaatkan sifat sifat fisik mineralnya. Semakin besar perbedaan sifat fisiknya, semakin mudah pemisahan antara mineralnya.

Konsentrasi pada dasarnya bertujuan untuk meningkatkan kadar atau kandungan mineral berharga dengan recovery yang tinggi.

Berdasarkan sifat fisiknya, konsentrasi dibagi menjadi gravity separation, magnetic separation, electrostatic separation, dan flotation.

  • Gravity Concentration – Separation

Gravity concentration atau gravity separation atau pemisahan secara gravity merupakan operasi pemisahan mineral berharga dari mineral pengotornya dengan memanfaatkan perbedaan density (massa jenis) mineral yang akan dipisah.

Gravity concentration dilakukan dengan Jig Concentrator, Shaking Table, Spiral, Sluice Box, Heavy Media Separator.

  • Magnetic Separation

Magnetic separation atau pemisahan secara magnetic merupakan pemisahan mineral berharga dari mineral pengotor dengan menggunakan sifat kemagnetan (magnetic susceptibility) mineral yang akan dipisah.

Magnetic separation dilakukan dengan Low Intensity Magnetic Separator, High Intensity Magnetic Separator.

  • Electrostatic Separation

Electrostatic separation atau pemisahan cara listrik adalah pemisahan mineral mineral yang terkandung dalam bijih dengan menggunakan sifat listrik (konduktivitas) yang dimiliki mineral.

Electrostatic separation dilakukan dengan Electro Dynamic Separator, Electrostatic Separator

  • Flotation – Froth Flotation – Pengapungan

Flotation atau Froth Flotationa atau Pengapungan merupakan pemisahan mineral berharga dari mineral pengotornya dengan memanfaatkan perbedaan sifat permukaan mineral terhadap air yaitu Sifat Hydrophobicity.

Flotasi dilakukan dengan menggunakan sel flotasi atau flotasi kolom.

Dewatering – Pemisahan Air – Padatan

Dewatering merupakan operasi yang bertujuan untuk memisahkan air dari padatan baik dari  aliran tailing maupun dari konsentrat.

Dewatering dilakukan dengan menggunakan filter, dryer, thickener dan sebagainya,

Material Handling – Transfer Material – Padat Air,

Material Handling merupakan operasi yang berfungsi memindahkan material bijih atau air dari suatu tempat misal mesin atau alat atau operasi atau Gudang atau stockyard ke tempat lainnya misal alat atau mesin atau operasi berikutnya.

Material handling dilakukan dengan menggunakan pipa, belt conveyor, lorry, alat berat, truk dan sebagainya.

Parameter Pengolahan Bahan Galian    

Kriteria keberhasilan pengolahan bahan galian mineral bijih dapat didekati dengan besaran besaran yang biasa digunakan dalam pengolahan bahan galian secara umum yaitu kadar, recovery dan nisbah konsentrasi.

Kadar Mineral Berharga Dalam Konsentrat

Kadar menyatakan tingkat kemurnian mineral berharga atau unsur dalam konsentrat. Kadar menunjukkan seberapa mampu pengolahan dapat memisah mineral berharga dari mineral pengotor.

Semakin tinggi nilai kadar mineral berharga dalam suatu konsentrat, semakin baik operasi pengolahan.

Rumus Kadar Mineral Berharga Dalam Konsentrat

Kadar suatu mineral atau unsur dalam suatu produk pengolahan – konsentrat atau tailing dinyatakan dengan rumus berikut…

k = (MB)/(K) x 100%

k = kadar mineral berharga atau unsur metal dalam konsentrat

MB = massa mineral berharga atau unsur metal (g atau kg)

K = massa konsentrat (g atau kg)

Rumus kadar merupakan rasio atau perbandingan massa – berat antara mineral berharga dengan konsentrat.

Untuk kadar mineral berharga atau unsur metal dalam umpan dan tailing dinotasikan seperti berikut

f = kadar mineral berharga atau unsur metal dalam umpan – feed

t = kadar mineral atau unsur metal berharga dalam tailing – buangan

Contoh Kadar Mineral Unsur Dalam Konsentrat – Tailing – Umpan

Konsentrat mengandung Magnetite (Fe3O4) 30%, ini artinya jumlah magnetite adalah 30% dari massa konsentratnya. Dinotasikan dengan

k = 30%

Kadar Sn dalam bijih timah adalah 20%. Ini berarti bijih timah tersebut mengandung unsur Sn sebanyak 20 persen dari massa bijihnya. Dinotasikan dengan

f = 20%

Recovery Mineral Berharga Pengolahan,

Recovery pengolahan adalah besaran yang menunjukkan banyak mineral berharga yang terkandung dalam umpan (bahan galian tambang) yang dapat masuk ke dalam konsentrat.

Nilai recovery menunjukkan banyaknya mineral berharga atau unsur metal yang diperoleh dalam konsentrat.

Rumus Recovery Pengolahan

Recovery pengolahan bahan galian mineral bijih dapat dinyatakan dengan persamaan rumus berikut…

R = (K.k/F.f) x 100%

R = recovery mineral berharga

K = massa konsentrat

k = kadar mineral berharga atau unsur metalnya dalam konsentrat

F = massa umpan – feed

f = kadar mineral berharga atau unsur metalnya dalam umpan – feed

Rumus recovery pengolahan merupakan rasio atau perbanding massa mineral berharga (unsur metal) dalam konsentrat terhadap massa mineral berharga (unsur metal) dalam umpan.

Contoh Recovery Pengolahan

Recovery magnetite 70%, artinya 70 persen mineral magnetite yang terkandung dalam umpan masuk ke dalam konsentrat. Dinotasikan dengan

R = 70%

Recovery Sn 80%, menunjukkan 80 persen unsur metal Sn yang terkandung dalam umpan masuk ke dalam konsentrat. Dinotasikan dengan

R = 80%

Nisbah Konsentrasi Pengolahan – Concentration Ratio,

Nisbah konsentrasi adalah besaran atau parameter yang menunjukkan banyaknya umpan yag dibutuhkan untuk mendapatkan satu bagian konsentrat.

Rumus Nisbah Konsentrasi – Concentration Ratio,

Nisbah konsentrasi dirumuskan dengan persamaan berikut

NK = F/K

Rumus nisbah konsentrasi merupakan rasio atau perbandingan massa yaitu antara massa umpan terhadap massa konsentrat.

Contoh Nilai Nisbah Konsentrasi – Concentration Ratio

Nisbah konsentrasi pengolahan adalah 4. Ini artinya, untuk mendapatkan satu ton konsentrat dibutuhkan 4 ton umpan (bijih). Dinotasikan dengan

NK = 4

Rake Spiral Classifier: Tujuan Cara Kerja Rumus Circulating Load Ratio Overflow Underflow

Pengertian Classifier: Classsifier merupakan alat yang digunakan untuk pemisahan partikel (mineral bijih) berdasarkan pada kecepatan pengendapan di dalam...

Settling Pond: Fungsi Rumus Perhitungan Area Principle Contoh Soal Kolam Pengendapan

Pengertian Kolam Pengendapan – settling pond merupakan kolam tidak terlalu besar yang digunakan untuk mengendapkan partikel atau padatan yang tercampur d...

Ukuran Partikel: Sieve Analysis - Rumus Cara Ukur Mesh Diameter Nominal Partikel Arithmetic Geometry

Pengertian Definisi Ukuran Dan Distribusi Ukuran Partikel.  Ukuran partikel mineral atau bahan lainnya akan mudah ditentukan jika dimensinya relative ...

Cara Kerja Screen: Mekanisme - Rumus Efisiensi Undersize - Circulating Load Ratio Oversize - Neraca Bahan Ayakan

Pengertian Pengayakan, Pengayakan – proses screen adalah pemisahan partikel partikel berdasarkan pada ukuran relatif antara ukuran partikel yang akan d...

Screen Ayakan: Tujuan Jenis Punched Plate - Woven Wire – Grizzly, Jenis Vibrator Sscreen Unbalance Pulley Sumbu Eksentrik Electromagnet

Pengertian Screening:   sieving atau pengayakan merupakan operasi pemisahan partikel atau material secara mekanis yang didasarkan pada perbedaan ukuran. ...

Cara Membuat Tabel Grafik Kurva Sieve Analysis – Persamaan Gaudin – Schuhmann

Persamaan Distribusi Partikel Gaudin – Schuhmann : Cara yang paling umum merepresentasikan ukuran dan distribusi partikel adalah menggunakan grafik atau k...

Menentukan Nilai k Dan m Untuk Persamaan Distribusi Ukuran Partikel

Cara Menentukan Ukuran Produk Jaw Crusher . Untuk dapat menentukan nilai k dan m harus dimulai dengan melogaritmikkan nilai kolom 1 dan kolom 5 dari tabel...

Menentukan Kecepatan Pengendapan Partikel Dalam Fluida, Hukum Stokes, Newton

Pengertian Penjelasan Hukum Stokes. Kecepatan pengendapan partikel dalam fluida dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan menurut hukum Stoke atau...

Teori Pengolahan Bahan Galian Mineral Bijih: Prinsip - Tujuan - Recovery - Konsentrat - Tailing - Kadar Mineral Berharga

Pengertian Pengolahan Bijih atau dalam pengertian yang lebih luas lagi biasa disebut dengan pengolahan bahan galian, mineral dressing, mineral beneficiation...

Kebutuhan- Material Balance, Reduksi Bijih Besi Pada Rotary Kiln, Consumption Rate.

Pengertian Material - Burden . Pada gambar di bawah dapat dilihat kebutuhan bahan baku/material yang dibutuhkan untuk terjadinya proses reduksi bijih besi...

Daftar Pustaka:

  1. Wills, B., A., 1988, “Mineral Processing Technology”, Pergamon Press, Oxford
  2. Wills, B.A. and T.J. Napier-Munn., 2006, “Minerral Processing Technology, Elsevier Science And Technology Book, Queensland
  3. Kelly, E.,G., 1982, “Introduction to Mineral Processing”, John Wiley & Son, New York.
  4. Currie, M. John, 1973, “Unit Operation in Mineral Processing”, British Columbia Institue of Technology, British Columbia, Burnaby
  5. Mular, L., Andrew, 2000, “Elements of Mineral Process Engineering”, Unversity of British Columbia, Vancouver, B. C., V6T 1Z4, Canada.
  6. Gupta, A. Yan, D. S., 2006, “Mineral Processing Design and Operation”, Perth, Australia.
  7. Gaudin, AM., 1939, “Principles of Mineral Dressing”, Mc. Graw Hill Book Company Inc, New York.
  8. Taggart AF., 1987, “Hand Book of Mineral Dressing”, John Willey and Sons, New York.
  9. King, R.P, 2001, “Modeling & Simulation of Mineral Processing Systems, Department of Metallurgical Engineering, University of Utah, USA.
  10. Evertsson, C.M. and Bearman, R.A., “1997, “Investigation of interparticle breakage as applied to cone crushing, Minerals Engineering, vol. 10, no. 2, February, pp. 199-214.

Versi Lama

Pengertian Pengolahan Bijih. Pengolahan Bijih atau dalam pengertian yang lebih luas lagi biasa disebut dengan pengolahan bahan galian (Mineral dressing, Mineral beneficiation) adalah proses pemisahan mineral berharga (mineral bijih/ore mineral) dari mineral tak berharga (pengotor/gangue mineral) yang dilakukan secara mekanis, untuk menghasilkan produk yang kaya dengan mineral berharga (biasa disebut konsentrat) dan  tailing yaitu produk yang pada dasarnya terdiri dari mineral tak berharga.

Skematik pengolahan mineral bijih secara umum dapat ditunjukan seperti pada gambar.

diagram alir pengolahan mineral
Gambar 1. Flow Sheet Pengolahan

Proses pemisahan dilakukan secara mekanis dengan memanfaatkan perbedaan sifat-sifat fisik mineral yang akan dipisah.

Adapun sifat-sifat fisik yang dimiliki oleh mineral adalah sifat kemagnetan, kelistrikan/konduktivitas, density, sifat permukaan, tekstur, dan warna.

Beberapa bahan galian dalam pemanfaatanya tidak selalu memerlukan pemisahan. Bahan galian industri dalam pemanfaatannya hanya melalui proses pengecilan ukuran dan pengayakan.

Namun untuk bijih-bijih yang berkadar rendah, misal bijih besi berkadar Fe 45%. Bijih besi tersebut harus melalui proses pemisahan untuk meningkatkan kadar Fe, agar sesuai dengan persyaratan proses ekstraksi.

Berdasarkan aplikasi di industri dan pemanfaatanya, bahan galian dapat dibedakan menjadi tiga kelompok.

  1. Bijih (ore) yaitu bahan galian yang mengandung mineral tertentu dengan kadar yang cukup untuk ditambang dan diolah atau diekstrak metalnya sehingga memberikan keuntungan. Mineral yang logamnya diekstrak disebut sebagai mineral bijih (ore mineral) sedangkan mineral lainnya disebut sebagai mineral gangue (mineral tak berharga).
  2. Bahan Bakar (fuel) yaitu bahan galian yang dimanfaatkan sebagai energi seperti batu bara dan minyak bumi.
  3. Bahan galian industri (non metalic mineral), yaitu bahan galian yang dimanfaatkan karena memiliki sifat-sifat fisik/mekanik tertentu seperti kekuatan, kehalusan, keindahan.

Tujuan Pengolahan.

Pada dasarnya setiap usaha pengolahan selalu memiliki tujuan yang harus dicapai, begitu juga dengan pengolahan bahan galian/bijih/mineral. Ada dua tujuan yang ingin dicapai pada pengolahan ini, yaitu tujuan teknis dan tujuan ekonomis.

Tujuan Teknis Pengolahan Bahan Galian

Tujuan teknis lebih mengedepankan bagaimana memperoleh produk (konsentrat) yang memenuhi syarat yang diinginkan, baik untuk proses selanjutnya, atau untuk konsumen. Secara teknis persyaratan yang diperlukan untuk konsentrat adalah:

  1. Kandungan mineral berharga harus lebih besar dari nilai minimum yang ditentukan.
  2. Kandungan gangue mineral harus lebih kecil dari nilai maksimum yang ditentukan.
  3. Kandungan air harus lebih rendah dari nilai maksimum yang ditentukan.
  4. Ukuran partikel harus lebih besar dari nilai minimum yang ditentukan.

Tujuan Ekonomis Pengolahan Bahan Galian

Secara ekonomis pengolahan bertujuan untuk mendapatkan keuntungan sebesar-besarnya.  Untuk itu ada beberapa persyaratan yang harus dilakukan untuk mencapai tujuan ekonomisnya;

  1. Mengambil semua jenis mineral berharga, jika bijih mengandung lebih dari satu mineral berharga.
  2. Kehilangan mineral berharga dalam tailing harus sekecil mungkin, recovery harus besar.
  3. Mengolah bijih dengan ongkos yang rendah, dengan mengolah bijih bertonase besar.

error: Content is protected !!